Τεχνικές για χαμηλή κατανάλωση ισχύος σε σύγχρονους μικροεπεξεργαστές και μικροελεγκτές
Techniques for low power consumption in modern microprocessors and microcontrollers
Keywords
CMOS ; CPU ; Επεξεργαστές ; Ψηφιακά κυκλώματα ; Λογισμικό ; Μικροελεγκτές ; Τεχνικές σχεδίασης ; Hardware ; Software ; Μείωση κατανάλωσης ισχύοςAbstract
Ένας από τους πιο σημαντικούς περιορισμούς αλλά και ένα από τα βασικά κριτήρια βελτιστοποίησης και αξιολόγησης ενός κυκλώματος ή συστήματος, είναι η κατανάλωση ισχύος. Η ανάγκη για χαμηλή κατανάλωση ισχύος, τέθηκε για πρώτη φορά σαν ένα επείγον ζήτημα την δεκαετία του 1970 όπου ήταν φανερή η σημασία της επίτευξής της, αφού θα επέτρεπε μεγαλύτερη αυτονομία και μικρότερο μέγεθος στις φορητές συσκευές. Τις επόμενες δεκαετίες, η στροφή της βιομηχανίας προς την τεχνολογία CMOS ήταν επιβεβλημένη λόγω της αυξημένης κατανάλωσης ισχύος των μικροεπεξεργαστών, των μνημών καθώς και των custom σχεδιασμών και αυτό γιατί σε αντίθεση με τις υπόλοιπες τεχνολογίες, η τεχνολογία CMOS εμφανίζει μηδενική στατική κατανάλωση ισχύος, γεγονός που τη καθιέρωσε μέχρι και σήμερα για την υλοποίηση των ψηφιακών κυκλωμάτων.
Παραδοσιακά, η έρευνα για την ενεργειακή απόδοση είχε επικεντρωθεί στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας σε επίπεδο υλικού. Όπως όμως έχει αποδειχτεί, ένας σημαντικός παράγοντας κατανάλωσης ισχύος είναι και το λογισμικό, που κατευθύνει μεγάλο μέρος της δραστηριότητας του υλικού και παρέχει πολλές ευκαιρίες για βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης.
Συμπερασματικά, το θέμα της μείωσης της κατανάλωσης ισχύος, αντιμετωπίζεται με διαφορετικούς τρόπους και μεθοδολογίες στα διαφορετικά επίπεδα ανάπτυξης, όπως το κύκλωμα, η λογική, η αρχιτεκτονική, ο αλγόριθμος μέχρι και το λειτουργικό σύστημα.
Στη παρούσα διπλωματική εργασία, παρουσιάζονται και αναλύονται οι τεχνικές σε επίπεδο hardware και software, που βοηθούν στη μείωση της κατανάλωσης ισχύος σε σύγχρονους επεξεργαστές και μικροελεγκτές.
Abstract
One of the most important limitations but also one of the basic criteria for optimizing and evaluating a circuit or system, is power consumption. The need for low power consumption was first raised as a critical issue in the 1970’s where the importance of achieving it, was obvious, as it would allow more autonomy and smaller size in mobile devices. In the following decades, the industry shifted to CMOS technology due to the increased power consumption of microprocessors, memory and custom applications, because unlike other technologies, CMOS technology shows zero static power consumption, which established it to this day, for the implementation of digital circuits. Traditionally, energy efficiency research has focused on reducing energy consumption at the material level. But as it turns out, an important factor in power consumption is the software, which directs much of the hardware activity and provides many opportunities to improve energy efficiency. The conclusion is that the issue of reducing the power consumption of an integrated circuit or system is addressed in different ways and methodologies, at each of the different levels of development, such as circuit, logic, architecture, algorithm and even operating system. In this thesis, are presented and analyzed the techniques of reducing power consumption, in terms of hardware and software in modern microprocessors and microcontrollers.
Number of pages
208Post-graduate Program
Διαδικτυωμένα Ηλεκτρονικά ΣυστήματαLanguage
GreekCollections
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα